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(11) | EP 0 786 200 B1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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| (54) |
Vorrichtung und Verfahren zur Regelung der Lage einer Bearbeitungseinheit einer landwirtschaftlichen Maschine Agricultural machine working unit position regulation device and method Dispositif et méthode de régulation de position d'une unité de travail d'une machine agricole |
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
Stand der Technik
Vorteile der Erfindung
Zeichnung
Figur 1 eine Skizze eines Mähdreschers als landwirtschaftliche Maschine mit einem Mähtisch als Bearbeitungseinheit;
Figur 2 ein Blockschaltbild eines Regelkreises für eine Regelung des Bodenabstandes der Bearbeitungseinheit;
Figur 3 ein Blockschaltbild eines Regelkreises für eine Regelung des Auflagedrucks der Bearbeitungseinheit.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
- einen Abstandssensor (9), der den Abstand der Bearbeitungseinheit (2) vom Boden erfaßt, sowie
- einen Drucksensor (10) aufweist, der die in einem vorzugsweise hydraulischen oder pneumatischen Steuerelement (3) für die Lage der Bearbeitungseinheit (2) auftretenden Drücke mißt und die Maschine
- ein Regelgerät (7) enthält, das unter Vorgabe mindestens eines Sollwerts und unter Auswertung der Sensorausgangssignale die Steuerelemente (3) zur Einstellung des Bodenabstands und/oder des Auflagedrucks betätigt, bei dem
- Signalwerte für den maximalen Zylinderdruck (Pmax)des Steuerelements (3) bei angehobener Bearbeitungseinheit und/oder den Bodenabstand (Hbod)bei einer waagerechten Auflage der Bearbeitungseinheit (2) auf dem Boden jeweils in einem nichtflüchtigen Speicher (23,33) im Regelgerät (7) hinterlegt werden und bei dem
- aus diesen Signalen (Pmax,Hbod) und den gemessenen Istsignalen (Pist,Hist) Korrekturwerte (Pkorr,Hkorr) für das jeweilige Sollwertsignal (Psoll,Hsoll) abgeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass
- das Regelgerät (7) einen proportionalen Regelkreis (20) enthält, der eine Stellgröße
(Y) für das Steuerelement (3) nach folgender Beziehung ermittelt:
(Hsoll = Abstandssollwert,
Hist = Abstandsistwert,
Kp1 = proportionaler Verstärkungsfaktor),
- daß ein Differenzdruck (Pdiff) zwischen dem maximalen Druck (Pdmax) im Steuerelement (3) ohne Bodenauflage der Bearbeitungseinheit (2) und dem gemessenen
Druck (Pist) wie folgt errechnet wird:
- daß der Korrekturwert (Hkorr) für den Sollwert (Hsoll) des Bodenabstands der Bearbeitungseinheit (2) nach folgender Beziehung ermittelt
wird:
(Totzone = tolerierter geringer Druckabfall,
KP2 = proportionaler Verstärkungsfaktor),
- und daß die Stellgröße (Y) nach folgender Beziehung errechnet wird:
- einen Abstandssensor (9), der den Abstand der Bearbeitungseinheit (2) vom Boden erfaßt, sowie
- einen Drucksensor (10) aufweist, der die in einem vorzugsweise hydraulischen oder pneumatischen Steuerelement (3) für die Lage der Bearbeitungseinheit (2) auftretenden Drücke mißt und die Maschine
- ein Regelgerät (7) enthält, das unter Vorgabe mindestens eines Sollwerts und unter Auswertung der Sensorausgangssignale die Steuerelemente (3) zur Einstellung des Bodenabstands und/oder des Auflagedrucks betätigt, bei dem
- Signalwerte für den maximalen Zylinderdruck (Pmax) des Steuerelements (3) bei angehobener Bearbeitungseinheit und/oder den Bodenabstand (Hbod) bei einer waagerechten Auflage der Bearbeitungseinheit (2) auf dem Boden jeweils in einem nichtflüchtigen Speicher (23,33) im Regelgerät (7) hinterlegt werden und bei dem
- aus diesen Signalen (Pmax,Hbod) und den gemessenen Istsignalen (Pist,Hist) Korrekturwerte (Pkorr,Hkorr) für das jeweilige Sollwertsignal (Psoll,Hsoll) abgeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass
- das Regelgerät (7) einen proportionalen Regelkreis (20) enthält, der eine Stellgröße
(Y) für das Steuerelement (3) nach folgender Beziehung ermittelt:
(Psoll = Drucksollwert,
Pist = Druckistwert,
Kp3 = proportionaler Verstärkungsfaktor),
- daß der Korrekturwert (Pkorr) für den Sollwert (Psoll) des Drucks in dem Steuerelement (3) nach folgender Beziehung ermittelt wird:
(Hist= gemessener Bodenabstand,
Hbod = gespeicherter Bodenabstand bei Bodenauflage,
KP4 = proportionaler Verstärkungsfaktor),
- und daß die Stellgröße (Y) nach folgender Beziehung errechnet wird:
- das Regelgerät (7) einen Betriebsartenwahlschalter (16) aufweist, mit dem das Steuerelement(3) entweder über eine Abstandsregelung oder eine Auflagedruckregelung der Bearbeitungseinheit (2) oder eine Kombination von beiden steuerbar ist.
- die landwirtschaftliche Maschine (1) ein Mähdrescher ist, dessen Mähtisch als Bearbeitungseinheit (2) über einen hydraulischen Hubzylinder als Steuerelement (3) in seiner Höhe verstellbar ist.
- der mindestens eine Abstandssensor (9) ein Ultraschallsensor ist.
- der mindestens eine Abstandssensor (9) ein mechanisches Tastorgan ist.
- having a distance sensor (9) which senses the distance of the processing unit (2) from the ground, and
- having a pressure sensor (10) which measures the pressures occurring in a preferably hydraulic or pneumatic control element (3) for the position of the processing unit (2), and the machine
- including a regulation device (7) which, given the stipulation of at least one desired value and the evaluation of the sensor output signals, actuates the control elements (3) in order to set the ground distance and/or the support pressure, in the case of which
- signal values for the maximum cylinder pressure (Pmax) of the control element (3) given a raised processing unit, and/or for the ground distance (HBod) given a horizontal support of the processing unit (2) on the ground, are stored respectively in a non-volatile memory (23, 33) in the regulation device (7), and in the case of which
- correction values (Pkorr,Hkorr) for the respective desired value signal (Psoll,Hsoll) are derived from these signals (Pmax,Hbod) and the measured actual signals (Pist,Hist), characterized
- in that the regulation device (7) includes a proportional control loop (20) which determines
a manipulating variable (Y) for the control element (3) according to the following
relationship:
(Hsoll = desired distance value,
Hist = actual distance value,
Kp1 = proportional gain),
- in that a differential pressure (Pdiff) between the maximum pressure (Pdmax) in the control element (3) without ground support of the processing unit (2) and
the measured pressure (Pist) is calculated as follows:
- in that the correction value (Hkorr) for the desired value (Hsoll) of the ground distance of the processing unit (2) is determined according to the
following relationship:
(dead zone = tolerated slight pressure drop,
Kp2 = proportional gain),
- and in that the manipulating variable (Y) is calculated according to the following relationship:
- having a distance sensor (9) which senses the distance of the processing unit (2) from the ground, and
- having a pressure sensor (10) which measures the pressures occurring in a preferably hydraulic or pneumatic control element (3) for the position of the processing unit (2), and the machine
- including a regulation device (7) which, given the stipulation of at least one desired value and the evaluation of the sensor output signals, actuates the control elements (3) in order to set the ground distance and/or the support pressure, in the case of which
- signal values for the maximum cylinder pressure (Pmax) of the control element (3) given a raised processing unit, and/or for the ground distance (HBod) given a horizontal support of the processing unit (2) on the ground, are stored respectively in a non-volatile memory (23, 33) in the regulation device (7), and in the case of which
- correction values (Pkorr,Hkorr) for the respective desired value signal (Psoll,Hsoll) are derived from these signals (Pmax,Hbod) and the measured actual signals (Pist,Hist), characterized
- in that the regulation device (7) includes a proportional control loop (20) which determines
a manipulating variable (Y) for the control element (3) according to the following
relationship:
(Psoll = desired pressure value,
Pist = actual pressure value,
Kp3 = proportional gain),
- in that the correction value (Pkorr) is determined for the desired value (Psoll) of the pressure in the control element (3) according to the following relationship:
(Hist = measured ground distance,
Hbod = stored ground distance given ground support,
Kp4 = proportional gain),
- and in that the manipulating variable (Y) is calculated according to the following
relationship:
- in that the regulation device (7) has an operating mode selector switch (16) with the aid of which the control element (3) can be controlled via either distance regulation or support pressure regulation of the processing unit (2) or a combination of the two.
- in that the agricultural machine (1) is a combine harvester the height of whose outer deck table as processing unit (2) can be adjusted via a hydraulic lift cylinder as control element (3).
- in that the at least one distance sensor (9) is an ultrasound sensor.
- in that the at least one distance sensor (9) is a mechanical probe.
- un capteur de distance (9) qui détecte la distance entre l'équipement (2) et le sol,
- un capteur de pression (10) qui mesure la pression produite dans un élément de commande (3) notamment hydraulique ou pneumatique pour la position de l'équipement (2), et
- un appareil de régulation (7) qui en prédéterminant au moins une valeur de consigne et en exploitant les signaux de sortie de capteur, actionne les éléments de commande (3) pour régler la distance au sol et/ou la pression d'appui, selon lequel
- on enregistre dans une mémoire non volatile (23, 33) de l'appareil de régulation (7) la valeur des signaux correspondant à la pression maximale de cylindre (Pmax) de l'élément de commande (3) lorsque l'équipement est soulevé et/ou la distance au sol (Hbod) en cas d'appui horizontal de l'équipement (2) sur le sol, et
- on déduit des valeurs de correction (Pcorr, Hcorr) pour chaque signal de valeur de consigne respective (Pcons, Hcons) à partir de ces signaux (Pmax, Hbod) et des signaux réels mesurés (Preel, Hreel),
caractérisé en ce que- l'appareil de régulation (7) comporte une boucle de régulation proportionnelle (20)
qui détermine une grandeur de réglage (Y) pour l'élément de commande (3) selon la
relation suivante :
dans laquelle Hcons = valeur de consigne de la distance, Hreel = valeur réelle de la distance, Kp1 = coefficient d'amplification proportionnel,
- on calcule une différence de pression (Pdiff) entre la pression maximale (Pmax) dans l'élément de commande (3) sans que l'équipement (2) soit appuyé sur le sol
et la pression mesurée (Preel) selon la relation suivante :
- on détermine la valeur de correction (Hcorr) pour la valeur de consigne (Hcons) de la distance au sol de l'équipement (2) selon la relation suivante :
(zone morte = chute de pression faible tolérée),
Kp2 = coefficient d'amplification proportionnel, et
- on calcule la grandeur de régulation (Y) selon la relation suivante :
- un capteur de distance (9) qui détecte la distance entre l'équipement (2) et le sol ainsi qu'
- un capteur de pression (10) qui détecte la pression dans un élément de commande (3) notamment hydraulique ou pneumatique pour mesurer la pression produite pour la position de l'équipement (2), et
- un appareil de régulation (7) qui en prédéterminant au moins une valeur de consigne et en exploitant les signaux de sortie de capteur, actionne les éléments de commande (3) pour régler la distance au sol et/ou la pression d'appui, selon lequel
- les valeurs des signaux pour la pression maximale de cylindre (Pmax) de l'élément de commande (3) lorsque l'équipement est soulevé et/ou la distance au sol (Hbod) en cas d'appui horizontal de l'équipement (2) sur le sol sont enregistrées dans une mémoire non volatile (23, 33) de l'appareil de régulation (7), et
- à partir de ces signaux (Pmax, Hbod) et des signaux réels (Preel, Hreel), on déduit les valeurs de correction (Pcorr, Hcorr) pour le signal de valeur de consigne respectif (Pcons, Hcons),
caractérisé en ce que- l'appareil de régulation (7) comporte une boucle de régulation proportionnelle (20)
qui détermine une grandeur de réglage (Y) pour l'élément de commande (3) selon la
relation suivante :
(Pcons = valeur de consigne de la pression, Preel = valeur réelle de la pression, Kp3= coefficient d'amplification proportionnel),
- on détermine la valeur de correction (Pcorr) pour la valeur de consigne (Pcons) de la pression dans l'élément de commande (3) selon la relation suivante :
(Hreel = distance au sol mesurée, Hbod = distance au sol mise en mémoire, pour un appui au sol, Kp4 = coefficient d'amplification proportionnel), et
- on calcule la grandeur de réglage (Y) selon la relation suivante :